Dr inż. Adam Mroziński www.amrozinski.utp.edu.pl e-mail: [email protected] www.oze.utp.edu.pl

Aspekty ekonomiczne w wybranych rodzajach instalacji OZE

Zadaniem Interdyscyplinarnego Centrum Odnawialnych Źródeł Energii jest inicjowanie, organizowanie i koordynowanie różnorakich form aktywności naukowo-badawczej, rozwojowej, wdrożeniowej, dydaktycznej i usługowej w zakresie odnawialnych źródeł energii. Do szczegółowych zadań ICOŹE należy przede wszystkim:  Integracja i stymulacja działań z zakresu odnawialnych źródeł energii prowadzonych przez podstawowe jednostki UTP  Reprezentowanie UTP w zewnętrznych krajowych i międzynarodowych środowiskach związanych z działalnością na rzecz odnawialnych źródeł energii  Nawiązywanie współpracy z krajowymi i zagranicznymi ośrodkami naukowo-badawczymi i dydaktycznymi z zakresu odnawialnych źródeł energii  Inicjowanie, pozyskiwanie i realizacja krajowych i międzynarodowych interdyscyplinarnych projektów badawczych, rozwojowych i wdrożeniowych z zakresu odnawialnych źródeł energii, finansowanych ze środków budżetowych i pozabudżetowych, w tym ze środków Unii Europejskiej  Pozyskiwanie i realizacja prac usługowych z zakresu odnawialnych źródeł energii  Inicjowanie i realizacja interdyscyplinarnych form dydaktycznych z zakresu odnawialnych źródeł energii  Inicjowanie i prowadzenie szkoleń i kursów z zakresu odnawialnych źródeł energii

EFEKTYWNOŚĆ INSTALACJI SOLARNYCH

Dane techniczne kolektora

Ustawienie kolektora w przestrzeni

Wpływ orientacji i pochylenia kolektora na uzysk energii

Kąt nachylenia α Kąt nachylenia a jest kątem między poziomem a powierzchnią kolektora słonecznego. Przy montażu na dachu spadzistym kąt nachylenia narzucony jest przez nachylenie połaci dachu. Największą ilość energii absorber może wchłonąć wtedy, gdy płaszczyzna kolektora jest prostopadła do kierunku promieniowania słonecznego.

Azymut Azymut określa odchylenie płaszczyzny kolektora od kierunku południowego; przy płaszczyźnie kolektora zorientowanej na południe azymut = 0°. Ponieważ napromieniowanie jest najintensywniejsze w porze południowej, kolektor winien być zorientowany możliwie na południe. Dobre wyniki uzyskuje się jednak także przy odchyłkach azymutu do 45° na wschód lub zachód. Konieczność większych odchyleń można skompensować niewielkim zwiększeniem powierzchni kolektorów.

Zysk ciepła dla różnych kątów ustawienia kolektora w zależności od pory roku

Uzysk energii zmienia się w zależności od miejsca i sposobu montażu kolektorów słonecznych. Dach pochyły po stronie południowej zapewnia największy uzysk energii. Dach po stronie wschodniej lub zachodniej zapewnia już tylko 80% tego uzysku. W zależności od zakresu stosowania instalacji solarnej zaleca się następujące optymalne kąty nachylenia: ■ Instalacja solarna do podgrzewu wody użytkowej od 30 do 45° - Taki mały kąt nachylenia uwzględnia wysokie położenie słońca w lecie. ■ Instalacja solarna wspomagająca ogrzewanie pomieszczeń od 45 do 60° - Przy uwzględnieniu niskiego położenia słońca w okresach przejściowych i w zimie. Poprzez świadomy wybór dużego kąta nachylenia w lecie uzyskuje się skrócenie okresów stagnacji.

Wpływ orientacji i pochylenia kolektora na uzysk energii

Sprawność kolektorów Współczynnik sprawności kolektora określa, jaka część promieniowania słonecznego padająca na powierzchnię czynną absorbera lub inną powierzchnię odniesienia zamieniana jest na użytkową moc cieplną. Współczynnik sprawności zależy od stanu roboczego kolektora. Część promieniowania słonecznego docierającego do kolektorów jest „tracona” na skutek odbić i absorpcji. Sprawność optyczna η0 uwzględnia te straty.

Kolektory próżniowe rurowe czy może kolektory płaskie? - porównanie kolektorów słonecznych Buderus

Rodzaj budowy Sprawność optyczna Współczynnik strat ciepła

% k1

W/m2K

k2

W/m2K2

85,1 4,036 0,0108

Rodzaj budowy Sprawność optyczna Współczynnik strat ciepła

% k1

W/m2K

k2

W/m2K2

66,5 0,749 0,005

Sprawność kolektorów słonecznych 100 90 80 70 [%] 60 50 40 30 20 10 0

Straty optyczne

To Tabs

Straty cieplne

0

 Moc grzewcza

0

20

40

60 80 ΔT= Tabs - To

Straty liniowe W/m2K

– k1

Straty nieliniowe – k2 W/m2K2

100

120

140

Pompa ciepła do podgrzewania wody użytkowej

TEMP. GÓRNEGO ŹRÓDŁA

INSTALACJA GÓRNEGO ŹRÓDŁA

55 oC 50 oC 45 oC

40 oC 35 oC 30 oC

25 oC

INSTALACJA DOLNEGO ŹRÓDŁA

TEMP. DOLNEGO ŹRÓDŁA

20 oC 15 oC 10 oC 5 oC 0 oC -5 oC -10 oC

Instalacja pompy ciepła PCWU 200K-2.3 kW z zasobnikiem 200 litrów

Instalacja pompy ciepła PCWU 200K-2.3 kW z zasobnikiem 200 litrów

Instalacja pompy ciepła PCWU 200K-2.3 kW z zasobnikiem 200 litrów

Instalacja pompy ciepła PCWU 200K-2.3 kW z zasobnikiem 200 litrów

Instalacja pompy ciepła PCWU 200K-2.3 kW z zasobnikiem 200 litrów Zalety urządzenia: - wykonany z wysokogatunkowej stali nierdzewnej o grubości ścianki 2mm. - wersja 200 litrowa (PCWU 200K2,3kW) posiada jedną wężownicę o powierzchni wymiany ciepła 1 m2 Ochrona anodą tytanową - w połączeniu z zasobnikiem ze stali nierdzewnej jest najlepszą ochronę przeciwkorozyjną dostępną na rynku. - dodatkowo w zasobniku została zamontowana anoda magnezowa – w przypadku braku zasilania lub awarii klient cały czas ma chroniony antykorozyjnie zasobnik.

Instalacja pompy ciepła PCWU 200K-2.3 kW z zasobnikiem 200 litrów

Pompa ciepła – zasada działania

Pompa ciepła – zasada działania

POMPY CIEPŁA DO PODGRZEWANIA WODY UŻYTKOWEJ Zasada działania

POMPY CIEPŁA DO PODGRZEWANIA WODY UŻYTKOWEJ Budowa - skraplacz W postaci rurki wymiennika nawiniętej wokół zbiornika ciepłej wody. Rozwiązanie to stosowane jest przede wszystkim w urządzeniach wyposażonych w zbiorniki emaliowane.

Skraplacz nawinięty na zbiorniku

Najlepiej TEGO TYPU POMPA CIEPŁA sprawdza się ona w pomieszczeniach, gdzie pracują już inne urządzenia emitujące ciepło: pralnia, suszarnia czy spiżarnia. W pomieszczeniach tych pompa ciepła będzie ochładzać powietrze i jednocześnie osuszać je. Ta ostatnia własność stanowi niewątpliwą zaletę pompy ciepła, szczególnie, gdy zainstalujemy ją w pralni, suszarni czy piwnicy. Okaże się szybko, że ciepła woda podgrzewana jest bardzo ekonomicznie, a pomieszczenia są suche, wolne od wilgoci, pleśni i nieprzyjemnych zapachów.

Zasada działania pompy ciepła na cele c.w.u. w okresie zimowym

Wentylator pompy ciepła zasysa ciepłe powietrze z pomieszczenia i przetłacza je przez parownik (wymiennik ciepła), na którym powietrze to jest ochładzane o ok. 5-7 K, a dalej usuwane jest np. na zewnątrz budynku lub do tego samego pomieszczenia. Dzięki temu niewielkiemu wychłodzeniu powietrza, pompa ciepła odbiera z niego dużą ilość ciepła, które wykorzystane będzie do podgrzewania ciepłej wody użytkowej w zasobniku np. 270-litrowym.

Zasada działania pompy ciepła na cele c.w.u. w okresie letnim Latem zaś, ciepłe powietrze zasysane jest z zewnątrz budynku, a to nieco schłodzone na parowniku może być kierowane do wnętrza budynku.

Zastosowanie układu wentylacyjnego, w skład którego wchodzą dwa obejścia z przepustnicą

Współpraca z układem wentylacji mechanicznej

Podłączenie pompy ciepła na cele c.w.u. z konwencjonalnym źródłem energii Pompy ciepła do podgrzewania ciepłej wody użytkowej sprawdzają się świetnie jako samodzielny lub uzupełniający system przygotowania ciepłej wody w budynku mieszkalnym. Pompa ciepła ma wbudowaną w zbiornik, stalową wężownicę, do której można podłączyć instalację słoneczną, kominek z płaszczem wodnym lub kocioł na paliwo stałe. Jest to niewątpliwa zaleta tego urządzenia, bo pozwala na wykorzystanie nadwyżki ciepła z kominka lub kotła do podgrzewania wody. Zimą, gdy palimy w kominku lub kotle, woda podgrzewana jest przez wężownicę, a gdy kominek/kocioł zgaśnie, podgrzewanie wody przejmuje pompa ciepła.

Pompa ciepłą (PC) w układzie hybrydowym z instalacją fotowoltaiczną (PV)

Przykłady zastosowań z innymi źródłami ciepła

Przykłady zastosowań z innymi źródłami ciepła

Roczne koszty przygotowania c.w.u. dla zasobnika o pojemności 300 litrów dla różnych urządzeń grzewczych

Koszty przygotowania c.w.u. dla zasobnika o pojemności 300 litrów dla różnych urządzeń grzewczych

Koszty przygotowania c.w.u. w sezonie grzewczym i poza nim dla różnych urządzeń grzewczych

Zalety dla zastosowania pomp ciepła i instalacji solarnej Pompa ciepła to: - wysoki komfort wody użytkowej niezależnie od nasłonecznienia; - wysoka efektywność pracy w porównaniu do kotłów grzewczych, bojlerów…; - stosunkowo łatwe prace montażowe; - możliwość zastosowania przy braku warunków dla zabudowy kolektorów; - możliwość podłączenia do istniejącego podgrzewacza wody (pompa modułowa); - niewrażliwość na zmniejszone pobory wody użytkowej (brak przegrzewów); - możliwość wykorzystania powietrza dla chłodzenia pomieszczenia.

Instalacja solarna to: - najniższe koszty wytworzenia ciepła (10÷30 razy od urządzeń grzewczych); - minimalne zużycie energii elektrycznej (pompa obiegowa maks. 30÷50 W); - nieskomplikowana budowa instalacji (brak sprężarki, palnika, elektroniki…); - długa żywotność i niezawodność systemu potwierdzona w praktyce; - długie okresy ochrony gwarancyjnej (dłuższe niż dla typowych urządzeń); - niskie wymagania dla obsługi, niskie koszty konserwacji i ew. napraw; - najwyższy efekt ekologiczny – bezpośrednie wykorzystanie energii słonecznej.

Instalacja PV do podgrzewania wody użytkowej

PODGRZEWACZ WODY LXM ACDC

PRZETWORNIK DC/AC AC 230 V

PANELE FOTOWOLTAICZNE

PODGRZEWACZ WODY LXM ACDC

PRZETWORNIK DC/AC AC 230 V

PANELE FOTOWOLTAICZNE

AC DC

DC

Instalacja solarna vs. Instalacja PV KOLEKTORY SŁONECZNE + Ogrzewanie wody

- Skomplikowana instalacja - Możliwość awarii systemu rurek z płynem solarnym - Duża masa kolektorów od 70 kg

MIKROINSTALACJA PV + Produkcja prądu + Ogrzewanie wody + Zużycie nadwyżek prądu na własne potrzeby = oszczędność + Sprzedaż nadwyżek prądu = zysk + Łatwy i szybki montaż + Bezobsługowa eksploatacja + Możliwość umieszczenia paneli do 100 m od ogrzewacza + Nie ma problemów z nadmiarem promieniowania słonecznego

Zasada działania • Energia słoneczna • Panele fotowoltaiczne

• Prąd stały DC • Bojler hybrydowy • Ciepła woda CWU

Zasada działania 1. termometr 2. obudowy elementów grzewczych 3. ceramiczne elementy grzewcze AC, DC 4. anoda Mg 5. termostaty eksploatacyjne z zewnętrznym sterowaniem i termostaty bezpieczeństwa 6. pokrywa instalacji elektrycznej 7. rurka dopływu zimnej wody 8. rurka poboru ciepłej wody 9. stalowy zbiornik emaliowany 10. osłona sondy termostatu 11. poliuretanowa izolacja bezfreonowa 12. obudowa ogrzewacza 13. dalszy odbiór ciepłej wody

Zasada działania 1. wskaźnik temperatury 2. kieszeń elementu grzewczego 3. suchy ceramiczny element grzewczy 4. spiralny wymiennik ciepła 5. anoda Mg 6. eksploatacyjny termostat ze sterowaniem zewnętrznym termostat bezpieczeństwa 7. pokrywka instalacji elektrycznej 8. rurka dopływu zimnej wody 9. rurka poboru ciepłej wody 10. cyrkulacja 11. stalowy emaliowany zbiornik 12. obudowa sondy termostatu 13. poliuretanowa izolacja bezfreonowa 14. obudowa ogrzewacza 15. dalszy wylot ciepłej wody

Panel sterowania Tryb pracy: 1. Dwie grzałki jednocześnie 2. Priorytet energia z paneli fotowoltaicznych DC 3. Priorytet energia z sieci 230 V AC Kontrolka podłączenia do sieci elektrycznej (żółta)

Kontrolka działania paneli PV (zielona)

Kontrolka działania spirali na AC (czerwona)

Włącznik termostatu T2

Włącznik termostatu T1

Odchylana plastikowa pokrywka

Hybrydowe ogrzewanie wody Podgrzewacze wody można stosować jako elektryczne podgrzewacze wody. Pracują na zasadzie dwóch oddzielnych obwodów elektrycznych. Pierwszy z nich jest podłączony do energii elektrycznej z sieci (AC 230V), zaś drugi do ekologicznie czystej energii elektrycznej z kolektorów fotowoltaicznych. Obydwa obwody mogą pracować jednocześnie lub każdy z nich oddzielnie. PODGRZEWACZ WODY LX ACDC

AC 230 V

AC 230V/HDO (taryfa nocna) r=TM PANELE FOTOWOLTAICZNE (DC) KABEL DC

CIEPŁA WODA

ŹRÓDŁO ZIMNEJ WODY

Multifunkcyjne podgrzewacze wody Hybrydowe podgrzewacze wody można oprócz ogrzewania prądem AC i DC podłączyć również do zewnętrznego źródła ciepła (kominki, piece, pompy ciepła, kotły gazowe itp.). Proces przekazywania ciepła wodzie w podgrzewaczu zachodzi dzięki zabudowanemu systemowi rurek (wymiennik). Hybrydowy podgrzewacz można podłączyć do zewnętrznego systemu rozprowadzania ciepła o max. temperaturze 100°C i ciśnieniu 1MPa. Wymiennik pracuje w trybie wymuszonym i samoczynnym obiegu wody. ZEWNĘTRZNE ŹRÓDŁO CIEPŁA

PODGRZEWACZ WODY LX ACDC/K

AC 230 V

PANELE FOTOWOLTAICZNE (DC)

KABEL DC

CIEPŁA WODA

ŹRÓDŁO ZIMNEJ WODY

Parametry podgrzewaczy wody

Typoszereg: A = 1,0 kW B = 1,5 kW C = 2,0kW, Stopień ochrony: IP 45

*Taryfa nocna (HDO): A – mniejsze zużycie wody B – większe zużycie wody

Zalecane przykładowe montaże PV MOC ZAINSTALOWANA PANELI

MOC ZAINSTALOWANA PANELI

1,0 kW

1,5 kW

2,0 kW

4m

3m

2m

MOC ZAINSTALOWANA PANELI

3,2 m

3,2 m

3,2 m

Zielona Energia inwestycja Zestaw dla 2 osobowej rodziny: • Bojler 100 litrów • Bateria 4 panele 250 Wp • Montaż

Koszty: 1.835 zł 3.780 zł 1.500 zł

Zestaw dla 4 osobowej rodziny: • Bojler 160 litrów • Bateria 8 paneli 250 Wp • Montaż

Koszty: 2.050 zł 7.560 zł 1.900 zł

Sprawność przetwarzania energii słonecznej

Sprawność konwersji promieniowania słonecznego na energię

Sprawność modułu Sprawność modułu fotowoltaicznego nie przekłada się na produkcję energii gdyż panele fotowoltaiczne kupuje się na Waty ich mocy a nie powierzchnię. Z tego względu dla inwestora od strony produkcji energii nie ma znaczenia, z jakiej powierzchni pochodzi wat mocy. Sprawność nabiera znaczenia, gdy mamy ograniczoną powierzchnię do zamontowania instalacji PV. Niższa sprawność to większa powierzchnia potrzebna do uzyskania tej samej mocy.

Powierzchnia zajmowana przez instalację 1 kW w różnych technologiach (sprawnościach)

Powierzchnia zajmowana przez instalację 1 kW w różnych technologiach (sprawnościach)

Źródło:

Wpływ zacienienia na charakterystykę napięciowo-prądową ogniwa

Wpływ zacienienia na charakterystykę napięciowo-prądową ogniwa

Wpływ zacienienia na charakterystykę napięciowo-prądową ogniwa

Wpływ zacienienia na charakterystykę napięciowo-prądową ogniwa

Wpływ zacienienia na charakterystykę napięciowoprądową ogniwa Silne zacienienie: • Znacznie obniża napięcie na modułu • Nieznacznie wpływa na przepływający prąd Słabe zacienienie: • Nieznacznie wpływa na napięcie modułu • Proporcjonalnie do stopnia i intensywności zacienienia ogniw obniża przepływający prąd

Wpływ zacienienia na charakterystykę napięciowo-prądową ogniwa

Obecnie dostępne panele fotowoltaiczne posiadają zazwyczaj 3 diody bocznikujące połączone równolegle z łańcuchem 20-24 ogniw. Konsekwencją takiej budowy jest niezależna praca każdego z 3 fragmentów panelu, która nabiera znaczenia w przypadku pojawienie się zacienień. Większa liczba diod jest korzystniejsza pod kątem maksymalizacji uzysku energii z panelu fotowoltaicznego. W przypadku jego punktowego zacienienia wyłączeniu ulega tylko jeden łańcuch a nie cały panel.

Wpływ zacienienia na charakterystykę napięciowo-prądową ogniwa Oprócz liczby diod często znaczenia nabiera sposób montażu samego panelu zwłaszcza, gdy nie możemy wyeliminować pojawiających się okresowo zacienień.

Wpływ zacienienia na charakterystykę napięciowo-prądową ogniwa W przypadku instalacji modułów na dachu, w którym będą występować zacienienia ważne, aby zastosowany inwerter posiadał mechanizm szukania globalnego punktu mocy maksymalnej w innym wypadku straty wynikające z zacienienia będą proporcjonalne do strat najbardziej zacienianego modułu. W przypadku licznych zacienień na dachu warto rozważyć konfigurację instalacji w oparciu o mikroinwertery które w znaczącym stopniu ograniczają skutki zacienienia.

Strefy zacieniania na dachu skierowanym na południe

Wpływ temperatury ogniwa na jego charakterystykę

Wpływ natężenia promieniowania słonecznego na charakterystykę ogniwa

Czułość spektralna modułów - AM

Utrata sprawności w czasie eksploatacji modułu

Baterie słoneczne w czasie pracy ulegają stopniowej powolnej degradacji, która przekłada się na coroczną utratę mocy. Standardowy 200W panel fotowoltaiczny po 10 latach będzie posiadał maksymalnie 180W. Standardowo krzemowe baterie słoneczne tracą od 0,6-1,1% mocy rocznie.

Im ta wartość jest niższa tym dany panel fotowoltaiczny będzie w ciągu swojego "życia" generował więcej energii!

Tolerancja mocy nominalnej Każdy panel fotowoltaiczny nawet w ramach jednego modelu i nawet w ramach jednej serii będzie miał nieznacznie różną moc. Z tego powodu producent zawsze podaje moc z pewną tolerancją. Dodatnia tolerancja oznacza, że dany panel fotowoltaiczny nigdy nie będzie miał mocy niższej niż nominalna może mieć jednak nieco wyższą.

Wybór panelu fotowoltaicznego z dodatnią tolerancją jest dla nas bardziej korzystny!

Wpływ temperatury na pracę modułu Baterie słoneczne tracą moc wraz ze wzrostem temperatury. Ich moc nominalna jest wyznaczana w temperaturze 25 stopni C i natężeniu promieniowania słonecznego 1000W/m2. W normalnych warunkach pracy, w słoneczny letni dzień temperatura panelu fotowoltaicznego jest wyższa od warunków laboratoryjnych, przez co moc baterii słonecznej jest niższa od nominalnej nawet, gdy natężenie promieniowania słonecznego jest odpowiednio wysokie. Spadek mocy wraz ze wzrostem temperatury panelu fotowoltaicznego określa "Temperaturowy współczynnik mocy" ang. Temperature Coefficient of Power.

Im niższy jest ten Wskaźnik tym wydajność panelu fotowoltaicznego będzie większa!

Normalna temperatura pracy ogniwa Skrót NOCT oznacza normalną temperaturę pracy ogniwa fotowoltaicznego ang. „normal operating cell temperature”. Te normalne warunki zostały określone, jako temperatura otoczenie 20 stopni C prędkość wiatru 1m/s natężenie promieniowania słonecznego 800W/m2. Są to warunki, w jakich panel fotowoltaiczny bardzo często będzie pracował i dla tych warunków producenci wyznaczają temperaturę jego pracy.

Im jest ona niższa tym lepiej dla wydajności modułu!

Wpływ spektrum promieniowania słonecznego Sprawność konwersji promieniowania słonecznego na energię elektryczną zależy od spektrum promieniowania słonecznego. W słoneczne dni, gdy natężenie promieniowania słonecznego jest wysokie, spektrum to będzie inne niż w dni pochmurne, gdy dominuje promieniowanie rozproszone a natężenie jest bardzo niskie. Nominalna sprawność wyznaczana jest przy 1000W/m2 , spektrum am 1.5 i wynosi 1 = 100%. W praktyce baterie słoneczne w polskim klimacie najwięcej będą pracować w przedziale natężenie promieniowania słonecznego 400 800W/m2 w zimie będzie to przedział 200 - 500W/m2 Z tego względu w Polskim klimacie ważne jest czy dany panel fotowoltaiczny dobrze zagospodarowuje niskoenergetyczne promieniowanie słoneczne. Baterie krzemowe w zakresie natężenia promieniowania słonecznego 500-800W/m2 mogą osiągać sprawności wyższe od nominalnej z kolei w zakresie niskich wartości promieniowania słonecznego zdecydowana większość baterii słonecznych osiąga efektywność niższą od nominalnej.

Wpływ spektrum promieniowania słonecznego Informacja o utracie sprawności przy niskich wartościach natężenia promieniowania słonecznego - Standardem jest podawanie wskaźnika sprawności dla 200W/m2.

Im utrata efektywności przy niskim natężeniu promieniowania jest niższa tym lepiej dla wydajności baterii słonecznej!

Badanie moduły w komorze klimatycznej

Badanie moduły w komorze klimatycznej

EFEKTYWNOŚĆ INSTALACJI MAŁYCH ELEKTROWNI WIATROWYCH

Ograniczenia efektywności pracy siłowni wiatrowej

Zmiana prędkości wiatru w ciągu roku

MEW - WARUNKI WIETRZNOŚCI

 

 

    

średnia roczna prędkość wiatru w Polsce waha się między 2,8m/s a 3,5 m/s. Prędkości powyżej 4 m/s występują na 2/3 powierzchni kraju, a powyżej 5 m/s występują już tylko w 1/3 powierzchni. Rejony wyróżniające się pod względem średniej prędkości wiatrów w Polsce to: Pobrzeże Słowińskie i Kaszubskie, Suwalszczyzna Prawie cała nizinna część Polski Beskid Śląski i Żywiecki Bieszczady i Pogórze Dynowskie W w/w rejonach średnie prędkości wiatru przekraczają

Pomiar prędkości wiatru

Zasoby energii wiatru w Polsce, średnia roczna prędkość wiatru na wysokości 50 m nad poziomem gruntu (źródło: Anemos)

Szacowanie produktywności dla MEW  Nieprzydatność technik stosowanych zwykle dla dużych turbin (zbyt wysokie koszty)

 Brak atlasów wiatrowych o odpowiedniej dokładności dla wysokości poniżej 50 m  Duży wpływ bezpośredniego otoczenia na funkcjonowanie turbiny – działają w warstwie przyziemnej, w środowisku silnie turbulentnym (decydujące znaczenie mikrolokalizacji)

 Próba klasyfikacji warunków wiatrowych w Polsce – wyodrębnienie 5 klas lokalizacji małych turbin wiatrowych

Klasa 0:

Miasto (gęsta zabudowa jednorodzinna) lub teren zalesiony lub bezpośrednie sąsiedztwo obszarów o dużej szorstkości od strony zachodniej

Klasa 1:

Zabudowa wiejska i siedliskowa, grupy drzew – większość obszarów Polski centralnej

Klasa 2:

Teren otwarty, lekko wyniesiony ponad otaczający obszar, brak przeszkód terenowych o wysokości porównywalnej z elektrownią w odległości do 15 wysokości elektrowni

Klasa 3:

Teren otwarty, lekko wyniesiony ponad otaczający obszar, brak przeszkód terenowych o wysokości porównywalnej z elektrownią w odległości do 15 wysokości elektrowni; tereny Polski północno-wschodniej (Suwalszczyzna), wybrzeże Bałtyku, Polska południowa (obszary wzgórz i przedgórzy)

Klasa 4:

Najlepsze obszary w klasie 3 (poniżej 2 km do brzegu morskiego lub szczyty wzgórz, bez żadnych przeszkód terenowych)

Chwilowe prędkości wiatru, wysokość 15m Lokalizacja klasy 2, lato

Chwilowe prędkości wiatru, wysokość 15m Lokalizacja klasy 2, zima

Chwilowe prędkości wiatru, wysokość 15m - Lokalizacja klasy 4, lato

Chwilowe prędkości wiatru, wysokość 15m Lokalizacja klasy 4, zima

Produktywność małych elektrowni wiatrowych w warunkach polskich, MWh

 Prawidłowa lokalizacja małej turbiny wiatrowej jest w warunkach polskich dużym wyzwaniem, jednak decyduje o opłacalności  Oferta producentów obejmuje duży zakres turbin, przeznaczonych na różne warunki wiatrowe  Produktywność w wybranej lokalizacji powinna być podstawowym kryterium wyboru dostawcy urządzenia  Dla efektywnego stosowania MEW w Polsce największe znaczenie ma rozwój technologii turbin przeznaczonych do pracy w warunkach niskiej wietrzności (w Polsce dominuje zakres prędkości 3-5 m/s)  O ostatecznej atrakcyjności inwestycji w MEW będą decydować także ceny energii dla odbiorców końcowych

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ!

Dr inż. Adam Mroziński e-mail: [email protected] Tel.: 52 340 84 53, Fax: 52 340 82 55 www.ICOZE.utp.edu.pl